Objectif scientifique
La génération actuelle des télescopes Cherenkov au sol a ouvert le nouveau domaine de l’astronomie gamma des très hautes énergies, en démontrant la richesse de notre cosmos vu aux énergies du téra-électronvolt (de quelques GeV à plusieurs TeV). Les découvertes récentes des expériences HESS, MAGIC et VERITAS ont conduit la communauté scientifique internationale à s’engager dans un projet de très grand réseau Cherenkov, CTA (Cherenkov Telescope Array), pour approfondir l’étude du cosmos aux énergies extrêmes grâce à un saut d’un ordre de grandeur en sensibilité et une amélioration de l’ensemble des performances (extension du domaine spectral, résolution angulaire, spectrale, temporelle, flexibilité de modes observationnels).
CTA présente un grand potentiel de découvertes dans plusieurs domaines de l’astronomie et de l’astrophysique, ainsi qu’en physique fondamentale, en particulier sur l’origine des rayons cosmiques et leur rôle dans l’univers, la nature et la variété de l’accélération des particules autour des trous noirs, et les propriétés ultimes de la matière et la physique au-delà du système standard. Cela comprend l’étude de la physique des accélérateurs cosmiques galactiques, comme les pulsars et leurs nébuleuses, les restes de supernovae, et les systèmes binaires gamma, l’impact des particules accélérées sur leur environnement (via leur émission par interaction de particules avec le milieu interstellaire et les champs de rayonnement), et les effets cumulatifs vus à plusieurs échelles, des régions de formation d’étoiles aux galaxies dites « starbursts » à flambées d’étoiles. L’accélération des particules près des trous noirs massifs s’intéresse aux blazars, radiogalaxies et autres types de noyaux actifs de galaxies émetteurs gamma. Les études de populations qui seront possibles grâce à CTA permettront une avancée majeure dans ce domaine. L’étude du fond infrarouge extragalactique, des amas de galaxies et des sursauts gamma aux très hautes énergies se rattache également à ce thème. Tous les aspects de « nouvelle physique » incluent les recherches de matière noire par des signatures d’annihilation et des tests d’invariance de Lorentz, et toute signature observationnelle qui remettrait en cause les points de vue actuels en physique fondamentale.
Description technique
Ce projet SST-GATE (GAmma-ray Telescope Elements), financé par l’INSU et la région Ile de France, doit permettre de fabriquer des télescopes à bas coût. Le design de type Schwarzschild-Couder, jamais construit jusqu’ici, est un télescope aplanétique avec deux miroirs sphériques, permettant de corriger les aberrations sphériques. Il s’agit d’un télescope de petite taille SST (Small Size Telescope) de miroir primaire de 4 m de diamètre, qui constitue un prototype pour un réseau de plusieurs dizaines de télescopes SST.
Le prototype est installé à l’Observatoire de Paris-Meudon depuis l’été 2015 et mis en service fin 2015. Il permet de tester les propriétés mécaniques et optiques grâce à des tests en positionnement et en suivi d’objets célestes, et d’en valider les performances avant de passer à une production en série pour la construction du CTA.
Activités
Les tâches de la DT sont :
- La conception et développement du programme de pointage du télescope.
- La réalisation du logiciel de contrôle commande.
- La gestion des sécurités du télescope et le développement de son programme.
- Le soutien et le conseil en informatique et en électronique.
- La gestion de l’ingénierie système du projet.
- La gestion des performances optiques du télescope.
- La préparation de la phase industrielle du prototype vers le télescope de série.
Perspectives
Si ce concept de télescope est retenu pour le projet CTA, plusieurs dizaines de ces télescopes seront construits pour être montés et mis en service sur un site de la Namibie ou du Chili, d’ici à 2020.
La DT INSU aurait un rôle d’expertise pour le logiciel de pilotage et les questions de sécurité matérielle.
